Физические основы механики. Молекулярная физика и термодинамика
Кинематика материальной точки.
Механическое движение. Материальная точка. Системы отсчета. Радиус-вектор. Траектория. Путь. Перемещение. Средняя скорость. Мгновенная скорость. Ускорение. Основные уравнения кинематики.
Динамика материальной точки.
Инерциальные системы отсчета. Первый закон Ньютона. Масса. Сила. Второй закон Ньютона. Единицы размерности физических величин. Фундаментальные силы (электромагнитные и гравитационные). Эмпирические силы (тяжести, веса, упругости, трения). Третий закон Ньютона. Состояние механической системы.
Законы сохранения.
Механические системы. Импульс. Закон сохранения импульса. Центр масс. Механическая энергия. Работа. Консервативные и неконсервативные силы. Потенциальная энергия материальной точки в силовом поле. Потенциальная энергия взаимодействия. Закон сохранения полной механической энергии. Момент силы. Момент импульса. Закон сохранения момента импульса.
Механика твердого тела.
Угловые характеристики вращательного движения. Связь между угловыми и линейными характеристиками. Нормальное и тангенциальное ускорение. Центростремительная сила. Поступательное движение твердого тела. Кинематика вращательного движения. Вращение твердого тела вокруг неподвижной оси. Момент инерции. Теорема Штейнера. Кинетическая энергия вращающегося тела. Кинетическая энергия тела при плоском движении.
Колебательное движение
Общие сведения о колебаниях. Пружинный и математический маятники. Гармонические колебания
Инерциальные системы отсчета.
Силы инерции. Центробежная сила.
Молекулярно – кинетическая теория.
Статическая физика и термодинамика. Состояние термодинамической системы. Процесс. Молекулярно – кинетические представления. Уравнение состояния идеального газа. Давление газа на стенку сосуда. Средняя энергия молекул.
Первое начало термодинамики.
Внутренняя энергия термодинамической системы. Работа, совершаемая телом при изменении его объема. Первое начало термодинамики. Внутренняя энергия и теплоемкость идеального газа. Уравнение адиабаты идеального газа. Политропические процессы. Работа, совершаемая идеальным газом при различных процессах. Классическая теория теплоемкости идеального газа.
Статистическая физика
Распределение Максвелла. Распределение Больцмана.
Второе начало термодинамики.
Микро- и макросостояния. Статистический вес. Энтропия. Энтропия идеального газа. Второе начало термодинамики. Коэффициент полезного действия тепловой машины. Цикл Карно.
I.Электрическое поле в вакууме
1. Электрические заряды. Свойства зарядов.
2. Закон Кулона. Системы единиц.
3. Электрическое поле. Напряженность электрического поля. Принцип суперпозиции электрических полей. Силовые линии.
4. Потенциальная энергия электрического заряда в электрическом поле. Потенциал электрического поля.
5. Энергия взаимодействия системы зарядов.
6. Связь потенциала с напряженностью. Эквипотенциальные поверхности.
7. Поток напряженности электростатического поля. Закон Гаусса.
8. Применение теоремы Гаусса к расчету электрических полей в вакууме:
а) поле заряда g1 равномерно распределенного на поверхности сферы радиуса R с поверхностной плотностью s,
б) поле заряженной плоскости с поверхностной плотностью s, поле двух заряженных плоскостей с поверхностной плотностью +s и -s,
в) поле равномерно заряженного бесконечного цилиндра (нити).
.
II. Проводники в электростатическом поле.
- Равновесие зарядов на проводнике.
- Проводники в электростатическом поле.
- Электроемкость уединенного проводника. Электроемкость шара радиуса R.
- Конденсаторы. Электроемкость плоского и сферического конденсатора.
Параллельное и последовательное соединение конденсаторов.
- Энергия системы зарядов, уединенного проводника и конденсатора.
- Энергия электростатического поля.
III. Постоянный электрический ток.
1. Электрический ток, сила тока и плотность тока.
2 Уравнение непрерывности.
3. Сторонние силы. Электродвижущая сила и напряжение.
4. Закон Ома для однородного участка цепи в интегральном и дифференциальном виде.
5. Работа и мощность тока. Закон Джоуля-Ленца.
6.Закон Ома для неоднородного участка цепи.
7.Разветвленные цепи. Правила Кирхгофа.
IV. Магнитное поле в вакууме.
1. Магнитное поле и его характеристики. Линии магнитной индукции. Принцип суперпозиции.
2. Закон Био-Савара-Лапласа. Поле движущегося заряда.
3. Поле прямого тока, поле в центре кругового тока.
5. Сила Лоренца. Движение частиц в магнитном поле.
6. Закон Ампера.
7. Работа по перемещению тока в магнитном поле.
8. Дивергенция и ротор магнитного поля. Закон полного тока.
9. Поле соленоида и тороида.